厌氧消化对奶牛粪便中指示菌影响及有益菌对消化罐中指示菌的影响

论文摘要

中国是世界上重要的牛奶生产大国之一。随着畜牧业的不断发展,奶牛养殖业的经营方式逐渐由分散饲养向专业化、集约化转变。这种经营方式的转变,给奶牛粪便的卫生化处理带来很大困难,引起了严重的环境污染。粪便中含有一定量的病原微生物,特别是人畜共患病的病原菌。这些病原微生物通过污染水、空气和土壤,引起疾病的爆发和流行,危害人和动物的健康。根据环境无害化、资源化处理和处置的要求,对畜禽粪便污物进行无害化处理时必须对这些微生物进行有效的消毒处理,以满足环境与生态保护、利用的要求,保护环境和人类健康,促进畜牧业自身持续健康的发展。厌氧消化处理粪便是一种有效的粪便污染治理和资源回收利用技术,适合我国养殖业资金不足、资源紧缺的国情。有效微生物群（Effective microorganisms）在种植、养殖和环保领域的广泛应用,已较系统地显现出促进植物生长、提高畜禽抗病能力、去除粪便恶臭、改善生态环境等诸多方面良好的作用和相当的应用潜力。本研究通过对泰安附近小型养殖户所建造的户用沼气池进行采样调查,初步了解了厌氧消化对奶牛粪便中厌氧菌、需氧菌、粪大肠菌群和粪链球菌群含量的影响。结合调查结果,在实验室条件下,探讨了添加有益微生物（假单胞菌、芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌）对奶牛粪便中温（35℃）厌氧消化过程中消化体系稳定性和指示菌（粪大肠菌群、产气荚膜梭菌、厌氧菌和需氧菌）存活情况的影响。通过对农村户用小型沼气池处理奶牛粪便对其指示微生物含量影响的调查结果表明,小型沼气池处理奶牛粪便时,可显著降低奶牛粪便中需氧菌、厌氧菌、粪大肠菌群和粪链球菌群含量,但对产气荚膜梭菌的含量没有影响。虽然,奶牛粪便经沼气池处理后主要指示菌含量降低明显,消化后的出液中厌氧菌、需氧菌、粪大肠菌群和粪链球菌群含量仍然很高,达不到国家要求的畜禽粪便的排放标准。因此,有必要进一步提高小型沼气池处理奶牛粪便中病原微生物的效果。在奶牛粪便中温厌氧消化体系中添加假单胞菌、芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌可明显促进消化过程中粪大肠菌群细菌的消亡,但厌氧菌和需氧菌数量在整个消化过程中变化不明显。这可能是由于添加的微生物后期大量繁殖增加了消化体系中的细菌总数所致。加入的产气荚膜梭菌由于不适应消化体系的初期环境,细菌数量不断减少,10d后,由于形成适应环境,数量基本没有变化。添加的有益微生物对其数量没有影响。添加的有益微生物可提高产酸阶段乙酸和丁酸的产量,抑制丙酸的生成,有利于形成一个稳定、良好的厌氧消化体系。在厌氧消化过程中,NH4+-N和pH可在一定程度上抑制病原菌的生长,但并不是病原微生物消亡的主要因素。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 畜禽废弃物的产生及其危害
• 1.1 畜禽废弃物的产生
• 1.2 畜禽废弃物的危害
• 2 粪便中有害微生物的无害化技术
• 2.1 紫外消毒
• 2.2 化学消毒
• 2.3 高温干燥法
• 2.4 厌氧生物处理
• 3 厌氧消化微生物学及国内外研究现状
• 3.1 厌氧消化生物化学过程
• 3.2 厌氧微生物群体间的共生关系
• 3.3 厌氧消化中微生物无害化的原理
• 3.3.1 VFA 含量和pH
• 4⁺-N 含量和pH'>3.3.2 NH₄⁺-N 含量和pH
• 3.3.3 其他因素
• 3.4 厌氧消化处理粪便致病菌的国内外研究现状
• 3.5 国内研究现状
• 4 EM 制剂及其在可持续生态畜牧业上的应用
• 4.1 EM 有效微生物技术的理论和应用
• 4.2 EM 几个代表性的微生物及其特点
• 4.3 EM 制剂在可持续生态畜牧业上的应用
• 5 厌氧消化技术和EM 技术的结合
• 实验一 户用小型沼气池对奶牛粪便中致病菌无害化效果的调查研究
• 1 材料
• 1.1 养殖户的奶牛养殖状况
• 1.2 主要仪器设备
• 1.3 主要试剂、选择性培养基
• 2 方法
• 2.1 实验设计
• 2.2 细菌的计数方法
• 2.2.1 厌氧菌计数
• 2.2.2 需氧菌计数
• 2.2.3 粪大肠菌群计数
• 2.2.4 粪链球菌群计数
• 2.2.5 产气荚膜梭菌计数
• 2.3 数据的处理
• 3 结果与讨论
• 实验二 特定有益菌对奶牛粪便中温厌氧消化体系稳定性和指示菌存活的影响
• 1 材料
• 1.1 主要仪器设备
• 1.2 主要试剂、选择性培养基
• 2 方法
• 2.1 试验设计
• 2.2 相关指标的测定
• 2.3 细菌计数
• 2.4 数据分析
• 3 结果与分析
• 3.1 厌氧消化过程中pH 值的变化
• 3.2 厌氧消化过程中 VFA 含量
• 3.3 厌氧消化过程中氨态氮含量的变化
• 3.4 厌氧消化过程中粪大肠菌群、产气荚膜梭菌、厌氧菌和需氧菌的数量变化
• 3.5 厌氧消化过程中影响细菌数量变化的因素分析
• 4 讨论
• 4.1 添加的微生物对消化体系稳定性的影响
• 4.2 添加的微生物对指示菌的影响
• 结论
• 创新点
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表论文情况